#!/usr/bin/python3
# -*- coding: utf-8 -*-

# 使用dict和set
# dict
# Python内置了字典：dict的支持，dict全称dictionary，在其他语言中也称为map，
# 使用键-值（key-value）存储，具有极快的查找速度。
# 举个例子，假设要根据同学的名字查找对应的成绩，如果用list实现，需要两个list：
names = ['Michael', 'Bob', 'Tracy']
scores = [95, 75, 85]
# 给定一个名字，要查找对应的成绩，就先要在names中找到对应的位置，再从scores取出对应的成绩，
# list越长，耗时越长。如果用dict实现，只需要一个“名字”-“成绩”的对照表，直接根据名字查找成绩，
# 无论这个表有多大，查找速度都不会变慢。用Python写一个dict如下：
d = {'Michael': 95, 'Bob': 75, 'Tracy': 85}
print(d['Michael'])
# 为什么dict查找速度这么快？因为dict的实现原理和查字典是一样的。假设字典包含了1万个汉字，我们要查某一个字，
# 一个办法是把字典从第一页往后翻，直到找到我们想要的字为止，这种方法就是在list中查找元素的方法，list越大，查找越慢。
# 第二种方法是先在字典的索引表里（比如部首表）查这个字对应的页码，然后直接翻到该页，找到这个字。无论找哪个字，
# 这种查找速度都非常快，不会随着字典大小的增加而变慢。
# dict就是第二种实现方式，给定一个名字，比如'Michael'，dict在内部就可以直接计算出Michael对应的存放成绩的“页码”，
# 也就是95这个数字存放的内存地址，直接取出来，所以速度非常快。
# 你可以猜到，这种key-value存储方式，在放进去的时候，必须根据key算出value的存放位置，这样，
# 取的时候才能根据key直接拿到value。
# 把数据放入dict的方法，除了初始化时指定外，还可以通过key放入：
d['Adam'] = 67
print(d)
d['Adam'] = 88
print(d)
# 如果key不存在，dict就会报错：
# print(d['Thomas'])
# 要避免key不存在的错误，有两种办法，一是通过in判断key是否存在：
print('Thomas' in d)
# 二是通过dict提供的get()方法，如果key不存在，可以返回None，或者自己指定的value：
print(d.get('Thomas'))
print(bool(d.get('Thomas')))
print(d.get('Thomas',-1))
# 要删除一个key，用pop(key)方法，对应的value也会从dict中删除：
d.pop('Bob')
print(d)
# 请务必注意，dict内部存放的顺序和key放入的顺序是没有关系的。
# 和list比较，dict有以下几个特点：
# 1.查找和插入的速度极快，不会随着key的增加而变慢；
# 2.需要占用大量的内存，内存浪费多。
# 而list相反：
# 1.查找和插入的时间随着元素的增加而增加；
# 2.占用空间小，浪费内存很少。
# 所以，dict是用空间来换取时间的一种方法。
# dict可以用在需要高速查找的很多地方，在Python代码中几乎无处不在，正确使用dict非常重要，
# 需要牢记的第一条就是dict的key必须是不可变对象。
# 这是因为dict根据key来计算value的存储位置，如果每次计算相同的key得出的结果不同，那dict内部就完全混乱了。
# 这个通过key计算位置的算法称为哈希算法（Hash）。
# 要保证hash的正确性，作为key的对象就不能变。在Python中，字符串、整数等都是不可变的，因此，
# 可以放心地作为key。而list是可变的，就不能作为key：
print()


# set
# set和dict类似，也是一组key的集合，但不存储value。由于key不能重复，所以，在set中，没有重复的key。
# 要创建一个set，需要提供一个list/tuble作为输入集合：
s = set([2, 1, 3, 2.2, 0])
print(s)
# 注意，传入的参数[1, 2, 3]是一个list，而显示的{1, 2, 3}只是告诉你这个set内部有1，2，3这3个元素，
# 显示的顺序也不表示set是有序的。。重复元素在set中自动被过滤：
s = set([1, 1, 2, 2, 3, 3])
print(s)
print()

# 通过add(key)方法可以添加元素到set中，可以重复添加，但不会有效果：
s.add(4)
print(s)
s.add(4)
print(s)
# 通过remove(key)方法可以删除元素：
s.remove(4)
print(s)
print()

# set可以看成数学意义上的无序和无重复元素的集合，因此，两个set可以做数学意义上的交集、并集等操作：
s1 = set([1, 2, 3])
s2 = set([2, 3, 4])
print(s1 & s2)
print(s1 | s2)

d = {1:1,'a':'a','1.1':1.1, 2.2:2.2, True:2, False:1}
print(d)
print()


# 再议不可变对象
# 对于可变对象，比如list，对list进行操作，list内部的内容是会变化的，比如：
a = ['c', 'b', 'a']
a.sort()
print(a)
# 而对于不可变对象，比如str，对str进行操作呢：
a = 'abc'
b = a.replace('a', 'A')
print(b)
print(a)
